IPv6基础篇(一):IPv6报文格式与地址分类

作者&投稿:阳殷 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 进入IPv6的基础篇,我们将深入技术解析与IPv6报文格式、地址分类。

一、IPv6的发展脉络

随着互联网的飞速发展与普及,特别是云计算、大数据、物联网的盛行,使得IPv6成为互联网发展的必然产物。起初,IPv4的地址空间约40亿,如今早已接近枯竭,导致通信需求与地址资源之间的矛盾日益凸显。IPv6,作为新一代互联网协议的第六版,由IETF提出,以40多亿的地址空间(2的128次方)为特点,克服了IPv4地址枯竭的难题。

二、地址空间与报文格式

地址空间:IPv4的32比特与IPv6的128比特,构成了IPv6与IPv4的最大区别。IPv6提供了近乎“无限”的地址空间,理论上可分配的地址数量极为庞大。IPv4的地址空间与IPv6的庞大差距,使得IPv6能够满足现代智能时代对地址资源的需求。

IPv6报文格式则更为简洁,通过去除冗余字段,保留关键信息,优化数据传输效率。其基本构成包括Version、Traffic Class、Flow Label、Payload Length、Next Header、Hop Limit、Source Address、Destination Address等,相较于IPv4更为集中且易于解析。

三、IPv6地址分类

IPv6的地址分类覆盖了单播地址、组播地址、广播地址等不同场景的需求。

单播地址分为全球单播地址、链路本地地址、唯一本地地址等。全球单播地址在公网使用,用于地址分配与路由转发;链路本地地址局限于同一网络内的通信,自动生成,无需预先配置;唯一本地地址设计用于内部网络,避免了站点本地地址的使用限制,具有全球唯一性。

组播地址前缀为FF00::/8,提供各种预定义与自定义组播地址,用于特定设备或服务的通信需求。

任播地址允许数据包发往最接近的网络接口,目前暂不深入讨论。

四、IPv6地址书写方式

IPv6采用16进制与冒号分隔表示,简洁明了。为优化书写,允许省略前导零,使用双冒号“::”表示连续两个或多个零段,但整数地址中只能出现一次双冒号。这样一来,IPv6地址不仅易于读取,也能适应不同应用场景的灵活需求。


IPv6技术目录
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殳河力雷: 1)IPV6地址长度为128比特,地址空间增大了2的96次方倍; (2)灵活的IP报文头部格式.使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段.IPV6中选项部分的出现方式也有所变化,使路由器可以简单路过选项而不做任何处理,加快了报文处理速度. (3)IPV6简化了报文头部格式,字段只有7个,加快报文转发,提高了吞吐量; (4)提高安全性.身份认证和隐私权是IPV6的关键特性. (5)支持更多的服务类型; (6)允许协议继续演变,增加新的功能,使之适应未来技术的发展.

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